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RNA聚合酶的种类和功能介绍
阅读次数:322 发布时间:2023/3/14 10:28:51
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RNA聚合酶(RNA polymerase)是以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA的酶。

常见的RNA聚合酶是催化以DNA为模板、三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。另外,RNA复制也需要RNA聚合酶催化。因为在细胞内与基因DNA的遗传信息转录为RNA有关,所以也称转录酶。


原核生物的RNA聚合酶组成和功能

原核生物大肠杆菌RNA聚合酶的研究得比较透彻的,全酶由五种亚基组成,去掉δ亚基的部分称为核心酶,核心酶本身就能催化苷酸间磷酸二酸键形成。

β亚基似乎是酶和核苷酸底物结合的部位。细胞内转录是在DNA特定的起始点上开始的,δ亚基的功能是辨认转录起始点的。β’亚基是酶与DNA模板结合的主要成分。α亚基可能与转录基因的类型和种类有关。

真核生物的RNA聚合酶组成和功能


真核生物中已发现有四种RNA聚合酶,分别称为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和线粒体RNA聚合酶,分子量大致都在50万道尔顿左右,它们一性地转录不同的基因,因此由它们催化的转录产物也各不相同。

RNA聚合酶Ⅰ:负责转录编码rRNA的基因。

RNA聚合酶Ⅱ:合成信使RNA(mRNA)的体及大部份小核RNA(snRNA)以及微型RNA(microRNA)。因为它在转录过程中需要多种转录因子才能与启动子結合,所以这是现时多研究的种类。

RNA聚合酶Ⅲ:负责合成tRNA和许多小的核内RNA。

原核生物靠RNA聚合酶就可完成从起始、延长、终止的转录全过程,真核生物转录除RNA聚合酶外还需另一此叫做转录因子的蛋白质分子参与转录的全过程。

DNA转录的过程简介

一、转录起始

转录的起始就是生成由RNA聚合酶,模板和转录5'端位核苷酸组成的起始复合物。

原核细胞内只有一种RNA聚合酶,负责核查3种RNA,RNA聚合酶中的一种因子具有辨认启动子“识别位”并与之结合形成疏松的复合物,然后RNA聚合酶沿模板DNA3'—5'方向移动至Pribnow框(原核生物中,在启动子上游有一个由于5-6个核苷酸组成的共有序列,以发现者科学家的名字命名),这一区域容易解旋。

真核细胞的RNA聚合酶无法识别启动子,要靠转录因子识别启动子。转录因子主要有6种,各有不同的作用,是转录因子与模板DNA上的TATA框(是真核生物一启动子元件)一序列结合,形成转录起始复合物,是一种多亚基蛋白复合体,具有依赖于ATP供能的DNA解旋酶活性,在转录链延伸中发挥作用。

真核生物起始,生成起始复合物(PIC)。例如,RNA-pol-Ⅱ转录,是由各种TFⅡ相互辨认结合,再与RNA聚合酶结合,并通过TF结合到TATA盒上。

二、转录延长

转录的延长是以位核苷酸的3'-OH为基础逐个加入NTP即形成磷酸二酯键,使RNA逐步从5'向3'端生长的过程。

在原核生物,因为没有细胞膜的分隔,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点(聚多核糖体),是转录和翻译高/效率的直观表现。

三、转录终止

转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。

Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性,因此能结合转录产物的3'末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。

非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3'-端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。茎环结构可使因子聚合酶变构而不再移,寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。

因此,无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。

真核生物转录终止是和加尾(mRNA的聚腺苷酸poly A)修饰同步进行的。RNA上的加尾修饰点结构特征是有AAAUAA序列。

总之,在遗传信息转录过程中,原核细胞中RNA聚合酶起解旋作用,真核细胞中是某些转录因子起解旋作用,因此,在遗传信息的转录过程中,没有解旋酶参与,只有在DNA复制的过程中,需要解旋酶。

原创作者:上海远慕生物科技有限公司

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